Расчет и проектирование шатуна

II. Подбор материалов и определение размеров шатуна (2 и 4)
Дано
m2,4=1,20438кг
l2,4=155мм=15,5см
r=7,8г/см3
Дп=9,5см
Pmax=4,5×106Па
1. Предварительный расчёт

N=Pmax×Fn
Fn=
smax=
[s]=(n=3¸4) принимаем n=3,5
smax=
Решение
S2=

По данным вычислений подбираем материал сталь 20.
Режим термообработки

Операция
t°нагрева
Охлаждающая среда
Сечение заготовки

нормализация
900-920°С
Воздух
До 100 мм

sТ=215,82мПа
sВ=392,4мПа
Нв=111—164
Примеси
С=0,17…0,24
Li=0,17…0,37
Mn=0,35…0,65
Cr £ 0,25
Ni £ 0,25
Cu £ 0,25
Расчёт размеров шатуна (сталь 40)

tТ=— ; t=140¸190мПа
sв = 580мПа
sТ = 340мПа
а) Fmin=350×10-6м2

Ks=1,1 ; Kd=0,87 ; bупр=1
sв=600мПа — Kf=1,66
sв=580мПа — Kf=X
Методом интерполяции получаем
Kf=X=1,63

б) FS2=450×10-6м2
h×d + 2b×d = FS2
d=4×10-3м ; h=42×10-3м ; b=35×10-3м

l2=155×10-3м ; lAS=46,5×10-3м
В Mu2 Pu2 S2 A

20833,02H
+
N[H]
—
15758,31H
+
M[Hм]
—

28,8 H×м 131,49 Н×м
Мизг= Mизг=
0 £ Z < 0,108 0 £ Z < 0,046
Z=0 ; Мизг=0 Z=0 ; Мизг=0
Z=0,108 ; Мизг=28,8 Нм Z=0,046 ; Мизг=131,49Нм
MU2 = 100,485 Hм

= 2,469×10-8 + 2× [1,86×10-10+7,4×10-8] = 1,73×10-7 м4

smax=su + sN = 19 + 46,3 = 65,3 мПа
r=1 ; sm=0 ; sa = smax

Ks = 1,1 ; Kd = 0,81 ; Kf = 1,63 ; bупр = 1

h×d+2b×d=Fmin
h = (Fmin — 2b×d)/d = (350 — 2×35×4)/4 = 17,5
в) Расчёт нижней головки
[PV]=120мПа [P]=20мПа ; b’ = b +30 = 65×10-3м

Д ⊃3; 24,5 мм ; Д = 50 мм
V = v×r = (v1 + v2) ×Д/2 = (377+96,77) ×50/2 = 11,82м/с

PV £ [PV]
9,8×11,82 £ 120
115,8 £ 120